Номер 1, страница 11 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Что такое возбужденное состояние атома?

1. Что такое возбужденное состояние атома?

Согласно квантовой механике и, в частности, модели атома Бора, электроны в атоме могут находиться только на определённых, дискретных энергетических уровнях или орбиталях. Каждому уровню соответствует строго определённое значение энергии.

Состояние атома, в котором все его электроны занимают самые низкие из возможных для них энергетических уровней, называется основным состоянием. Это состояние с минимально возможной энергией, и оно является наиболее стабильным для атома.

Возбуждённое состояние атома — это любое состояние, в котором энергия атома превышает его энергию в основном состоянии. Это происходит, когда один или несколько электронов в результате получения энергии извне переходят с более низкого энергетического уровня на более высокий, свободный уровень.

Атом может перейти в возбуждённое состояние несколькими способами: при поглощении фотона (кванта электромагнитного излучения), энергия которого $E_{ф}$ должна быть строго равна разности энергий между двумя уровнями $E_{ф} = \Delta E = E_n - E_k$; при столкновении с другой частицей (например, другим атомом, электроном или ионом), которая передаёт ему часть своей кинетической энергии; или при термическом возбуждении, когда вещество нагрето до высокой температуры.

Возбуждённое состояние является нестабильным. Атом стремится вернуться в основное, более устойчивое состояние. Этот процесс называется релаксацией или де-возбуждением. Обычно он происходит очень быстро, за время порядка $10^{-8}$ секунды. Возвращаясь в основное состояние, электрон "спрыгивает" на более низкий энергетический уровень, при этом избыток энергии излучается в виде фотона. Энергия этого фотона снова равна разности энергий уровней: $h\nu = E_n - E_k$, где $\text{h}$ — постоянная Планка, а $\nu$ — частота излучения. Этот процесс лежит в основе линейчатых спектров излучения, которые уникальны для каждого химического элемента.

Ответ: Возбуждённое состояние атома — это состояние с энергией, превышающей минимально возможную (энергию основного состояния), в которое атом переходит при получении энергии извне, что приводит к переходу одного или нескольких его электронов на более высокие энергетические уровни.